Ալան Թյուրինգ. Oracle-ը կանխատեսում է քաոսից

Ալան Թյուրինգը երազում էր ստեղծել «օրակուլ», որը կարող է պատասխանել ցանկացած հարցի։ Ոչ նա, ոչ էլ որևէ մեկը նման մեքենա չի կառուցել։ Այնուամենայնիվ, համակարգչային մոդելը, որը փայլուն մաթեմատիկոսը հորինել է 1936 թվականին, կարելի է համարել համակարգչային դարաշրջանի մատրիցա՝ պարզ հաշվիչներից մինչև հզոր սուպերհամակարգիչներ:

Թյուրինգի կառուցած մեքենան պարզ ալգորիթմական սարք է, նույնիսկ պարզունակ՝ համեմատած այսօրվա համակարգիչների և ծրագրավորման լեզուների հետ: Եվ, այնուամենայնիվ, այն բավականաչափ ուժեղ է, որպեսզի թույլ տա նույնիսկ ամենաբարդ ալգորիթմները կատարել:

Ալան Թյուրինգ

Դասական սահմանման մեջ Թյուրինգի մեքենան նկարագրվում է որպես համակարգչի վերացական մոդել, որն օգտագործվում է ալգորիթմներ իրականացնելու համար, որը բաղկացած է անսահման երկար ժապավենից, որը բաժանված է դաշտերի, որոնցում տվյալները գրվում են: Ժապավենը կարող է անվերջ լինել մի կողմից կամ երկու կողմից: Յուրաքանչյուր դաշտ կարող է լինել N վիճակներից մեկում: Մեքենան միշտ գտնվում է դաշտերից մեկի վերևում և գտնվում է M վիճակներից մեկում: Կախված մեքենայի վիճակի և դաշտի համակցությունից, մեքենան նոր արժեք է գրում դաշտում, փոխում է վիճակը, այնուհետև կարող է մեկ դաշտ տեղափոխել աջ կամ ձախ: Այս գործողությունը կոչվում է պատվեր: Turing մեքենան կառավարվում է ցանկով, որը պարունակում է ցանկացած թվով նման հրահանգներ: N և M թվերը կարող են լինել ցանկացած բան, քանի դեռ դրանք վերջավոր են: Թյուրինգ մեքենայի հրահանգների ցանկը կարելի է համարել որպես դրա ծրագիր:

Հիմնական մոդելն ունի մուտքային ժապավեն, որը բաժանված է բջիջների (քառակուսիների) և ժապավենի գլխիկ, որը կարող է դիտել միայն մեկ բջիջ ցանկացած պահի: Յուրաքանչյուր բջիջ կարող է պարունակել մեկ նիշ նիշերի վերջավոր այբուբենից: Պայմանականորեն համարվում է, որ ժապավենի վրա տեղադրվում է մուտքագրման նշանների հաջորդականությունը՝ սկսած ձախից, մնացած բջիջները (ներածման նշաններից աջ) լցված են ժապավենի հատուկ խորհրդանիշով։

Այսպիսով, Թյուրինգի մեքենան բաղկացած է հետևյալ տարրերից.

• շարժական ընթերցման/գրելու գլուխ, որը կարող է շարժվել ժապավենի վրայով` միաժամանակ մեկ քառակուսի շարժելով;
• վիճակների վերջավոր շարք;
• վերջնական նիշերի այբուբեն;
• անվերջ շերտ՝ նշված քառակուսիներով, որոնցից յուրաքանչյուրը կարող է պարունակել մեկ խորհրդանիշ.
• վիճակի անցման դիագրամ հրահանգներով, որոնք փոփոխություններ են առաջացնում յուրաքանչյուր կանգառում:

Հիպերհամակարգիչներ

Թյուրինգի մեքենան ապացուցում է, որ մեր կառուցած ցանկացած համակարգիչ կունենա անխուսափելի սահմանափակումներ: Օրինակ՝ կապված հայտնի Գյոդելի անավարտության թեորեմի հետ։ Մի անգլիացի մաթեմատիկոս ապացուցեց, որ կան խնդիրներ, որոնք համակարգիչը չի կարող լուծել, նույնիսկ եթե այդ նպատակով օգտագործենք աշխարհի բոլոր հաշվողական պետաֆլոպները։ Օրինակ, դուք երբեք չեք կարող ասել, թե արդյոք ծրագիրը կհայտնվի անվերջ կրկնվող տրամաբանական հանգույցի մեջ, թե կարող է ավարտվել, առանց նախապես փորձելու ծրագիր, որը վտանգի տակ է դնում հանգույցի մեջ և այլն (կոչվում է կանգառի խնդիր): Թյուրինգի մեքենայի ստեղծումից հետո ստեղծված սարքերում այս անհնարինությունների ազդեցությունը, ի թիվս այլ բաների, համակարգչային օգտագործողների համար ծանոթ «մահվան կապույտ էկրանն» է:

Ալան Թյուրինգի գրքի շապիկը

Միաձուլման խնդիրը, ինչպես ցույց է տրված Java Siegelman-ի աշխատությունը, որը հրապարակվել է 1993 թվականին, կարող է լուծվել համակարգչի միջոցով, որը հիմնված է նեյրոնային ցանցի վրա, որը բաղկացած է միմյանց հետ կապված պրոցեսորներից, որոնք ընդօրինակում են ուղեղի կառուցվածքը. հաշվողական արդյունք մեկը մյուսին «մուտքագրելու» միջոցով: Առաջացել է «հիպերհամակարգիչներ» հասկացությունը, որոնք օգտագործում են տիեզերքի հիմնարար մեխանիզմները՝ հաշվարկներ կատարելու համար։ Սրանք կլինեն, որքան էլ էկզոտիկ հնչի, մեքենաներ, որոնք կատարում են անսահման թվով գործողություններ սահմանափակ ժամանակում: Շեֆիլդի բրիտանական համալսարանից Մայք Սթենեթն առաջարկել է, օրինակ, էլեկտրոնի օգտագործումը ջրածնի ատոմում, որը տեսականորեն կարող է գոյություն ունենալ անսահման թվով վիճակներում։ Նույնիսկ քվանտային համակարգիչները գունատ են այս հասկացությունների համարձակության համեմատ:

Վերջին տարիներին գիտնականները վերադառնում են «օրակուլի» երազանքին, որն ինքը Թյուրինգը երբեք չի կառուցել և նույնիսկ չի փորձել: Միսսուրիի համալսարանից Էմեթ Ռեդը և Սթիվեն Յանգերը կարծում են, որ հնարավոր է ստեղծել «Turing սուպերմեքենա»: Նրանք գնում են նույն ճանապարհով, որով անցել է վերոհիշյալ Չավա Զիգելմանը, կառուցելով նեյրոնային ցանցեր, որոնցում ներածում-ելքում, զրոյական մեկ արժեքների փոխարեն, կա վիճակների մի ամբողջ շարք՝ «լիովին միացված» ազդանշանից մինչև «լիովին անջատված»: . Ինչպես Redd-ը բացատրում է NewScientist-ի 2015 թվականի հուլիսի համարում, «0-ի և 1-ի միջև ընկած է անսահմանությունը»։

Տիկին Զիգելմանը միացավ Միսսուրիի երկու հետազոտողների և նրանք միասին սկսեցին ուսումնասիրել քաոսի հնարավորությունները: Համաձայն տարածված նկարագրության՝ քաոսի տեսությունը ենթադրում է, որ մի կիսագնդում թիթեռի թեւերի թափահարումը մյուս կիսագնդում փոթորիկ է առաջացնում։ Գիտնականները, ովքեր կառուցում են Թյուրինգի սուպերմեքենան, մոտավորապես նույնն են նկատի ունենում՝ մի համակարգ, որտեղ փոքր փոփոխությունները մեծ հետևանքներ են ունենում:

Մինչև 2015 թվականի վերջը Զիգելմանի, Ռեդդի և Յանգերի աշխատանքի շնորհիվ պետք է կառուցվեն քաոսի վրա հիմնված երկու նախատիպ համակարգիչներ։ Դրանցից մեկը նեյրոնային ցանց է, որը բաղկացած է երեք պայմանական էլեկտրոնային բաղադրիչներից, որոնք միացված են տասնմեկ սինապտիկ կապերով: Երկրորդը ֆոտոնիկ սարքն է, որն օգտագործում է լույս, հայելիներ և ոսպնյակներ՝ տասնմեկ նեյրոն և 3600 սինապսներ վերստեղծելու համար։

Շատ գիտնականներ թերահավատ են, որ «սուպեր-Թյուրինգ» կառուցելը իրատեսական է: Մյուսների համար նման մեքենան կլինի բնության պատահականության ֆիզիկական վերականգնում: Բնության ամենագիտությունը, այն, որ նա գիտի բոլոր պատասխանները, գալիս է նրանից, որ դա բնություն է: Այն համակարգը, որը վերարտադրում է բնությունը՝ Տիեզերքը, գիտի ամեն ինչ, գուշակ է, քանի որ այն նույնն է, ինչ բոլորը։ Թերևս սա արհեստական ​​գերբանականության ուղին է, դեպի մի բան, որը համարժեք կերպով վերստեղծում է մարդկային ուղեղի բարդությունն ու քաոսային աշխատանքը: Ինքը՝ Թյուրինգը, մի անգամ առաջարկեց ռադիոակտիվ ռադիում տեղադրել համակարգչի մեջ, որը նախագծել էր իր հաշվարկների արդյունքները քաոսային և պատահական դարձնելու համար:

Այնուամենայնիվ, եթե նույնիսկ աշխատում են քաոսի վրա հիմնված գերմեքենաների նախատիպերը, խնդիրը մնում է այն, թե ինչպես կարելի է ապացուցել, որ դրանք իսկապես այդ գերմեքենաներն են: Գիտնականները դեռևս գաղափար չունեն համապատասխան սկրինինգային թեստի վերաբերյալ: Ստանդարտ համակարգչի տեսանկյունից, որը կարող է օգտագործվել դա ստուգելու համար, սուպերմեքենաները կարելի է համարել այսպես կոչված սխալ, այսինքն՝ համակարգային սխալներ։ Մարդկային տեսանկյունից ամեն ինչ կարող է լինել բոլորովին անհասկանալի ու ... քաոսային։